水泥企业脱硝减排SNCR工艺

水泥企业脱硝减排SNCR工艺

时间:2022-03-02 16:42:56 点击:222 次 来源:洛阳建材建筑设计研究院有限公司
  氮氧化物排放量被国家列入“十二五”规划的控制性目标,NOX的排放问题已成为水泥工业可持续发展的制约因素。因此水泥企业开展脱硝等大气污染物减排工作势在必行并显得尤为迫切。
水泥企业脱硝减排SNCR工艺
  1、SNCR 降低NOx原理

  选择性非催化还原(Selective Non-Catalytic Reduction,以下简写为SNCR)技术是一种成熟的NOX控制处理技术。

  SNCR方法主要在850~1050℃下,将含氮的化学剂喷入烟气中,将NO还原,生成氮气和水。在水泥窑氮氧化物减排实施中,主要在分解炉合适位置喷入适量的还原剂(氨水或是尿素溶液),喷入的还原剂在烟气自身热力运动和喷枪的合理分散作用下,同氮氧化物完成充分混合,在适合的温度和气氛下,反应生成氮气和水。

  2、SNCR现状

  SNCR脱硝效率可以达到60%甚至更高的脱硝效率,但SNCR比较经济的脱硝效率是在55%以下,如控制50%的脱硝效率,可以将NOX的排放浓度控制在400mg/m3(满足《水泥工业大气污染物排放标准》(GB4915-2013)规定的大气污染物排放限值)。因此选择SNCR脱硝经济。

  如果控制脱硝效率50%提高到60%,NOX的排放浓度400mg/m3降低到320mg/m3(满足《水泥工业大气污染物排放标准》(GB4915-2013)规定的大气污染物特别排放限值),还原剂利用率下降10%。因此片面追求SNCR脱硝效率只会大幅增加脱硝成本,选择基本措施+选择性非催化还原技术才能保证在NOX的排放浓度减少经济。

  3、基本措施

  水泥企业时生成一氧化氮的途径主要有四种,即种热力型NOX,它是燃料在水泥窑头1400℃以上燃烧时会产生大量NOX;第二种瞬发型NOX,它是有碳氢根存在时,于火焰前端瞬发形成的NOX,一般这种瞬发NO生成量的比例很小;第三种燃料型NO,它是由燃料中所含的化学接合氮所产生的。第四种生料型NOX,它是由窑喂料中含氮的化合物分解后而形成的NOX,例如NH4等。在窑废气中NO2一般仅占NO+NO2总量的5%以下,NO则占总量的95%以上。

  根据氮氧化物的生成机理,主要通过采用优化窑和分解炉的燃烧制度、空气分级燃烧、燃料分级燃烧和低氮燃烧器等方法降低煤粉燃烧过程中氮氧化物的生成量。

  分级燃烧在分解窑烧成系统(预分解炉)阶段,将燃烧所需的空气量分成两级送入,使级燃烧区内空气过剩系数小于1,燃烧生成的一氧化碳与氮氧化物进行还原反应,以及燃料氮分解成中间产物(如NH、CN、HCN和NHx等)相互作用或与氮氧化物还原分解,抑制燃料氮氧化物的生成。

  4、结论

  采用选择性非催化还原(SNCR)脱硝法降低NOX排放的措施是一个非常有效的途径,但SNCR脱硝效率可以达到60%甚至更高的脱硝效率,但SNCR比较经济的脱硝效率是在55%以下,因此企业在烟气脱硝方面还需重点关注基本措施,从源头消减NOX,一是优化窑和分解炉的燃烧制度;二是改变配料方案,掺用矿化剂以求降低熟料烧成温度和时间,改进熟料易烧性;三是采用低NOX的燃烧器;四是在窑尾分解炉和管道中的分级燃烧技术。
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